CN104728734A - 远场中光放射图案的产生 - Google Patents
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Abstract
一种前照灯(E)的用于在远场(F)中产生光放射图案(L)的发光设备(1)，所述发光设备具有：可旋转运动地设置在不同的位置之间的至少两个发光物质面(3a至3d)；和与所述发光物质面(3a至3d)间隔开的用于发出初级光(P)的至少一个光源(6)，以照亮所述发光物质面(3a至3d)的一部分，其中在所述发光物质面(3a至3d)的各刚好一个预定的位置中能产生相关的预定的光放射图案(L)。本发明尤其可应用在用于客车或者卡车的前照灯上。
Description
技术领域
本发明涉及一种前照灯的用于在远场中产生光放射图案的发光设备，所述发光设备具有至少一个发光物质面和至少一个与发光物质面间隔开的用于发射初级光以照亮发光物质面的光源，由此可产生相应的光放射图案。本发明尤其是可应用在车辆前照灯上、尤其是用于客车或卡车的车辆前照灯上。
背景技术
WO 2011/160680 A1公开了一种光源装置，所述光源装置具有初级光源和次级光源，其中所述初级光源设立为照亮次级光源，其中所述次级光源具有多面体，所述多面体具有至少一个第一和第二发光物质面，其中所述初级光源具有至少一个激光器或者发光二极管，并且其中驱动机构固定在初级光源上或者次级光源上。
US 2006/0227087 A1公开了一种激光显示系统，所述激光显示系统产生至少一个进行扫描的激光射束，以便在屏幕上产生发射光以形成图像的一种或多种发光物质。发光物质的材料可以包括磷光材料。
EP 2 359 605 B1公开了一种灯具，所述灯具具有至少一个半导体激光器和至少一种转换介质，所述半导体激光器设立用于发射波长在360nm和485nm之间包括边界值的初级辐射，所述转换介质设置在半导体激光器的下游并且设立用于将初级辐射的至少一部分转换为具有与初级辐射不同的更大的波长的次级辐射，其中由灯具发射的辐射具有光学相干长度，所述光学相干长度至多为50μm，其中转换介质具有一定浓度的颜色中心或者发光点，所述浓度至少为107/μm3并且颜色中心或者发光点在转换介质中以统计学的方式分布，并且其中转换介质的由初级辐射辐照的焦斑具有至多0.5mm2的面积。
发明内容
本发明的目的是：至少部分地克服现有技术的缺点并且尤其是提供借助于“远程磷光体”设备多样地设定光放射图案的改进的可能性。
该目的根据本文所述的一种前照灯的用于在远场中产生光放射图案的发光设备，所述发光设备具有：
-可旋转运动地设置在不同的位置之间的至少两个发光物质面；和
-与所述发光物质面间隔开的用于发射初级光的至少一个光源，以照亮所述发光物质面的一部分，
其中
-在所述发光物质面的各刚好一个预定的位置中能够产生相关的预定的光放射图案来实现。优选的实施方式尤其是可在下文中得出。
所述目的通过一种前照灯的、尤其是车辆前照灯的用于在远场中产生光放射图案的发光设备来实现，所述发光设备具有至少两个可旋转运动地设置在不同的位置之间的发光物质面和至少一个与发光物质面间隔开的用于发射初级光以照亮发光物质面的至少一部分的光源，其中分别在发光物质面的刚好一个预定的位置中可产生相应预定的光放射图案。
远场尤其可以是在前照灯上游距其至少两米、特别是至少五米的场或空间。
发光物质面具有至少一种发光物质或者转换(颜色)物质，所述发光物质或者转换(颜色)物质将入射到其上的初级光至少部分地转变或转换为不同波长的、尤其是更大波长的次级光。该波长转换基本上是已知的并且在此不需要进一步详述。发光物质例如可以将入射的蓝色的初级光部分地转变为黄色的次级光，使得由发光物质面整体上放射具有初级光和次级光中的相应份额的蓝黄色或者白色的混合光。然而全转换基本上也是可能的。
一个改进方案是：在存在发光物质的发光物质面的每个区域上能够由发光物质面放射白色的或者发白的光、尤其是放射通过仅部分地转换而产生的混合光。由此尤其能够排除下述发光物质面，在所述发光物质面中混合光在发光物质面下游通过叠加才产生，例如通过将由发光物质面产生的不同颜色的辐射聚集到发光物质面后方的方式。例如能够排除这样的发光物质面，所述发光物质面具有彼此紧密并排设置的(紧密定位的)区域，所述区域具有不同的发光物质(例如呈条带状或者编组为像点)，其中发光物质产生具有相应的颜色份额的混合光的次级光。因此尤其能够排除具有产生基色，例如基色红色、绿色和/或蓝色(RGB颜色空间)或者青色、品红和/或黄色(CMY颜色空间)的发光物质的条带或者像点。
然而使用具有不同颜色的两种发光物质基本上同样是可以考虑的，例如用于在具有白色的颜色的日间行车灯或者停车灯和具有黄色的颜色的转弯信号灯功能(例如用于方向变化显示)之间的更替。
一个改进方案是：从发光物质面反射的或者向后散射的光用作为用于在远场中产生光放射图案的有效光(“反射装置”)。替选地或者附加地，在发光物质面的背离入射的初级光的一侧上出射的光用作为用于在远场中产生光放射图案的有效光(“透光装置”或者“透射装置”)。
至少一个光源在其类型方面基本上是不受限制的。为了尤其有效地进行波长转换，具有窄的光谱带的光源、尤其是激光器是优选的。一个改进方案是：至少一个光源是半导体光源。在一个变型形式中，至少一个半导体光源包括至少一个发光二极管。至少一个发光二极管本身能够包含至少一种转换波长的发光物质(转换LED)。至少一个发光二极管能够以至少一个单独封装的发光二极管的形式或者以至少一个LED芯片的形式存在。多个LED芯片能够安装在一个共同的衬底(“Submount”)上。替代于或者附加于无机发光二极管、例如基于InGaN或者AlInGaP的无机发光二极管，通常也可以使用有机LED(OLED，例如聚合物OLED)。替选地，至少一个半导体光源例如能够具有至少一个二极管激光器或者是这样的二极管激光器。至少一个半导体光源能够装配有用于射束引导的至少一个自身的和/或共同的光学仪器、例如至少一个菲涅尔透镜、准直仪等等。
由至少一个光源产生的光可以例如借助于射束分配器被分成两个或多个不同的光射束。多个光源的光替选地或者附加地可以组合或者合并为一个光射束。
具有至少一个与发光物质面间隔开的、用于发送初级光到发光物质面上的光源的构造相应于“远程磷光体”装置。
存在至少两个可旋转运动地设置在不同的位置之间的发光物质面尤其是可以包括：不是所有的发光物质面都能够同时被照亮，而是至少一个发光物质面能够在一个(旋转)位置中被照亮并且在另一个(旋转)位置中不能够被照亮。
分别在发光物质面的刚好一个预定的位置中可产生相应预定的光放射图案尤其是可以包括：能够以非顺序的方式产生预定的光放射图案。尤其是将非顺序的产生理解为，预定的光放射图案不仅仅通过时间上集成多个相继产生的部分光放射图案来组成，所述部分光放射图案与至少一个发光物质面的不同的位置相关。顺序的产生光放射图案例如通过使用色轮来实现，其中多个不同颜色的部分光放射图案通过在不同的发光物质面之间变换这样快地相继产生，使得人眼集成这些部分光放射图案并且仅作为总和来感知。与此相反，在以非顺序的方式产生光放射图案的情况下至少一个发光物质面的位置能够保持为任意长，更确切地说，尤其是保持为与应在色轮上产生的相关的光放射图案一样长。因此能够有利地避免在不同位置之间变换以产生预定的光放射图案。
该发光设备具有如下优点：能够以相对小的结构上的耗费在不同的光放射图案之间进行切换。
由于高的光通量这尤其适合于自动照明。与例如直线运动相反，旋转运动具有下述优点：所述旋转运动可尤其紧凑且机械稳固地实现，这尤其对于在车辆中的应用是有利的。因此旋转运动可通过使用简单的旋转式电动机、尤其是步进电动机精确地实现。在没有耗费的传送机构的情况下也能够实现这种程度的旋转运动。
通过改变尤其是光放射图案的颜色，能够更好地考虑车辆和/或驾驶员的特定的边界条件。因此颜色例如可适应于雾或者雨的存在，但是例如也可适应于雾或者雨与年老的或者年轻的驾驶员的组合。色盲或者部分色盲(例如具有红/绿色弱)的特性此时也能够被考虑到。由此又可实现更高的交通安全性。对于驾驶员或者乘客而言也能够产生附加的舒适度。
前照灯尤其能够是车辆前照灯。车辆可以是飞机、水运车辆或者陆运车辆。陆运车辆能够是机动车。尤其优选的是，车辆前照灯在卡车或者客车中的使用。通过至少一个发光物质面的不同的位置能够产生不同的自动的光放射图案、例如用于产生近光灯、远光灯、雾灯等。替选地或者附加地，能够提供具有不同的光色的相同地形成的光放射图案，例如更发蓝的日间行车灯和用于夜间使用的不太“蓝”的停车灯。
一个改进方案是：至少两个发光物质面彼此间隔开地设置、例如通过间隙或者棱边或者角分开。
又一个改进方案是：至少两个发光物质面直接彼此邻接地设置，例如实际上无间隙地贴靠地设置或者构成为连续地构成的更大的(多个或一组)发光物质面的子区域。
发光物质面的形状是不受限制的并且能够至少部分地是平坦的或者弯曲的。发光物质面能够自由地成形并且例如具有多个小面。
为此位置固定地设置的或者能一起旋转的光学仪器能够安装在发光物质面上游，例如用于将入射到发光物质面上的光射束射束成形和/或光谱滤波和/或用于将由发光物质面放射的光射束成形和/或光谱滤波(包括混合光)。光学仪器可以具有一个或多个光学元件，例如至少一个透镜、聚光器、准直器、反射器、遮光板、滤波器等。
还有一个改进方案是：用于将由至少一个发光物质面放射的光引导到远场中的光学仪器设置在至少一个当前可被照亮的发光物质面的下游。该设置在下游的(“次级”)光学仪器尤其不与发光物质面一起旋转运动并且例如用于将由发光物质面放射的光(包括混合光)射束成形和/或光谱滤波。光学仪器能够具有一个或多个光学元件，例如至少一个透镜、聚光器、准直器、反射器、遮光板、滤波器等。在照亮多个发光物质面的情况下，这些发光物质面能够照射设置在下游的光学仪器的相同的和/或不同的区域。
此外一个改进方案是：发光设备具有至少一个壳状的反射器，所述反射器设置在至少一个当前可被照亮的发光物质面的下游。至少一个当前可被照亮的发光物质面优选位于由其照射的反射器的焦点的区域中。
一个设计方案是：至少两个不同的光放射图案具有不同的形状和/或不同的颜色分布。为了不同的颜色分布，至少一个发光物质面例如能够不均匀地以至少一种发光物质来铺设、例如以至少一种发光物质的不均匀的层厚度和/或不均匀的发光物质浓度来铺设、尤其是大面积地铺设。
也可能的是，两个不相交的(不叠加的)子区域分别均匀地设有不同的发光物质。
又一个设计方案是：光放射图案可借助于至少一个固定地定向的初级光射束(即“静态地”)产生。这尤其是意味着：至少一个初级光射束的光路不随时间改变，而是保持静止地或者固定地定向。在此尤其是在每个时间点上完整地产生光放射图案。该设计方案可尤其简单地实现。
一个专门对于该设计方案而言优选的改进方案是：至少一个初级光射束具有显著的横截面尺寸。由此产生下述优点：初级光射束能够同时照亮当前在特定的位置中可被照亮的至少一个发光物质面的大的区域。
还有又一个设计方案是：光放射图案可借助于移动至少一个初级光射束(即“动态地”)产生。这能够实现(尤其是成行地)扫掠或者扫描的方式照亮发光物质面，其中至少一个初级光射束依次照亮至少一个发光物质面的不同的区域。由此又能够产生像点状构造的光放射图案。此外因此也能够借助于位于相同位置中的相同的发光物质面产生以不同的方式成形的光放射图案。
另一个设计方案是：多个(即至少两个)发光物质面设置在至少一个可旋转的载体上。这产生下述优点：整个载体的所有的发光物质面的位置能够以机械上简单的方式、即借助于旋转载体来改变。特别地，载体的特定的角位置对应于相关的光放射图案。
一个改进方案是：至少一个可旋转的载体具有多个可旋转的载体、尤其是可围绕相同的旋转轴线旋转的载体。所述载体可以具有相同的基本形状。载体能够成行地彼此相邻地设置、尤其是共线地设置。光放射图案在此尤其可借助于各个载体的部分光放射图案的相加来产生。光放射图案的改变能够通过一个或多个载体的旋转来实现。该改进方案能够以简单的方式实现光放射图案的尤其多样化的设计方案。
还有一个设计方案是：发光物质面设置在载体的外罩面()上，这产生尤其紧凑且稳固的构型。发光物质面例如可层状地或者作为层或者层系统设置在外罩面上。
载体可具有柱形的外罩面或者基本形状。载体例如可以具有圆柱形的基本形状，替选地，例如具有椭圆形的横截面形状，必要时带有展平的发光物质面。对于尤其简单地引导射束而言优选的是，载体具有棱柱形的基本形状。相关的棱柱体尤其能够条带状地平行于旋转轴线定向并且例如围绕旋转轴线旋转对称地设置。相邻的棱柱可以设计为不同的发光物质面。所有的棱柱可以专门设计为不同的发光物质面。一个改进方案是：棱柱状的柱体的横截面具有旋转对称的形状。所述柱体的横截面尤其可以具有多边形(例如三角形、矩形(尤其是方形)、五边形、六边形等)的外轮廓。
为了发光物质的有效的散热，载体优选由良好传导的材料构成，例如由金属或者蓝宝石构成。载体可以被冷却。
此外一个设计方案是：发光物质面突出于载体、尤其是突出于其外罩面地设置。由此能够尤其灵活地设定初级射束到至少一个发光面上的迎角。因此也能够以简单的方式实现透光装置。发光物质面能够垂直于或者倾斜于外罩面突出。
然而在已经在上文中所描述的设计方案中的透光装置基本上也可能的是，发光物质面层状地设置在载体的外罩面上。为此载体例如能够由透光的材料构成。
也可能的是，发光物质面以矩阵状的图案设置，其中一个像点尤其是对应于一个发光物质面。两个或多个发光物质面例如可以设置在可枢转的载体(例如MEMS元件)上，其中可以通过调节载体来照亮作为像点的发光物质面中的每一个。通过载体的枢转运动能够改变可照亮的发光物质面。因此这也对应于载体的矩阵状的构造。该改进方案可以类似于微镜系统(DMD；“数字微镜设备Digital Micromirror Device”)来构造。但是代替可枢转的载体也可以使用可旋转的载体，尤其是具有柱形的基本形状的可旋转的载体。载体尤其可以构成为微辊等。
此外一个设计方案是：发光物质面可在一个平面中旋转、例如类似于色轮。然而光放射图案的产生是非顺序地发生的。
还有又一个设计方案是：发光物质面附加地是可纵向移动的。这产生尤其多样化地选择能够待照亮的发光物质面的优点。
此外一个设计方案是：光放射图案可借助于同时照亮多个可旋转运动的发光物质面产生。由此能够以尤其紧凑的方式产生光放射图案。同时照亮例如能够借助于一个或多个初级光射束来实现。多个初级光射束例如可以由至少一个相应的光源产生，替选地，借助于一个共同的光源和将初级光射束后续地分成多个子射束来产生。
一个改进方案是：相同的载体的多个发光物质面可同时被照亮，例如构成为发光物质面的不同的棱柱或者不同的突起的发光物质面。
除此之外一个设计方案是：光放射图案可借助于同时照亮多个可单独运动的发光物质面来产生。由此能够产生光放射图案的尤其高的多样性。其中一个改进方案是已经在上文中提及的照亮能够彼此不相关地旋转的柱形体的外罩面。另一个改进方案是设置多个可旋转移动的并且附加地可彼此平行地纵向移动的载体，其中每个载体具有多个发光物质面。
尤其优选的是，发光设备作为车辆前照灯或者其一部分的设计方案，其中车辆前照灯设立作为AFS(“自适应前灯照明系统AdaptiveFrontlighting System”)前照灯或者ADB(“自适应光束调整AdaptiveDriving Beam”)前照灯。通过改变至少一个发光面的位置，光放射图案(例如光色或者颜色分布)的可简单实行的作为对外部影响的反应的改变是可能的。这样的影响能够包括受环境制约的参数、如天气情况、行车道的状态、白昼时间、太阳高度等或者包括驾驶员特定的参数、如年龄、疲劳度、经验度等。这样的参数能够通过车辆的相应种类的传感器，例如相机、雨水传感器、距离传感器等来检测。因此尤其也可行的是，在AFS系统或者ADB系统的范围中自动地(尤其是在驾驶员不干预的情况下)覆盖在光分布方面的参数的特定的组合。因此颜色不仅适应于例如雾的存在，而且也适应于雾与年老的或者年轻的驾驶员的组合。因此也能够考虑到色盲或者部分色盲(例如具有红/绿色弱)的特性。由此又可实现更高的交通安全性。对于驾驶员或者乘客而言也能够产生附加的舒适度。
附图说明
本发明的在上文中所描述的特性、特征和优点以及如何实现这些特性、特征和优点的方式和方法结合下述对实施例的示意性的描述而变得清楚和更容易理解，所述实施例结合附图来详细阐述。在此为了清晰性，相同的或者起相同作用的元件设有相同的附图标记。
图1至9作为侧剖视图示出根据第一至第九实施例的具有可旋转的载体的车辆前照灯；
图10至11示出根据第十至第十一实施例的具有可旋转的载体的车辆前照灯的斜视图；
图12作为侧剖视图示出具有不可旋转的载体的车辆前照灯；
图13示出具有不可旋转的另一个车辆前照灯的斜视图；
图14示出具有多个发光物质面的不可旋转的载体的俯视图；
图15示出根据第十二实施例的具有可旋转的载体的车辆前照灯的斜视图；以及
图16作为侧剖视图示出根据第十三实施例的具有可旋转的载体的车辆前照灯。
具体实施方式
图1示出用于例如客车的车辆前照灯E的发光设备1的用于在远场F中产生光放射图案L的部分。
发光设备1具有可围绕其也用作为旋转轴线A的纵轴线旋转的、用于发光物质面3a至3d的柱形的载体2。载体2构成为旋转体。载体2具有外罩面4，所述外罩面具有旋转对称的、方形的外轮廓。由此形成四个平行于旋转轴线A伸展的并且可围绕旋转轴线A旋转的棱柱面P1至P4，所述棱柱面用作为可移动的发光物质面3a至3d的衬底。棱柱面P1至P4铺设有相应的发光物质层5a至5d。发光物质层5a至5d尤其能够在其形状方面和/或在其发光物质组成方面不同。例如可以将发光物质组成理解为一种或多种特定的发光物质、其浓度、其层厚度和/或其面状的分布或者其变型形式的存在。发光物质层5a至5d尤其可以具有在其面上相同形状的发光物质组成。
发光物质面3a至3d至少绝大部分地(即多于50％)、尤其是完全地覆盖棱柱面P1至P4。
载体2替选地例如能够具有在横截面上弯曲的外轮廓，例如圆形的外轮廓或者具有展平的发光物质面的外轮廓，例如以用于更简单地安置发光物质面5a至5d。
发光物质面5a至5d例如可以喷涂或者压印到棱柱面P1至P4上。替选地，发光物质面5a至5d可以作为相应预制的小板(例如陶瓷小板)施加到棱柱面P1至P4上、例如粘接在其上。
棱柱面P1至P4优选镜面反射或者镜反射地购车、尤其是对于所有现有的波长而言，由此穿过发光物质层5a至5d的初级辐射能够回射到发光物质层5a至5d中从而能够被继续使用。这提高了转换效率。
也可行的是，在棱柱面P1至P4和发光物质层5a至5d之间设置二向色的层，所述二向色的层透过初级光，而反射经转换的次级光。
载体2可自由地旋转，使得其尤其是也可以在四个不同的旋转位置之间旋转，所述旋转位置可通过围绕旋转轴线A的90°的旋转来实现。在旋转位置中的每一个中(因此可旋转地与载体一起移动的)发光物质面3a至3d位于不同的位置中，其中在所示出的实施例中仅可同时照亮发光物质面3a至3d中的各一个，更确切地说，在此为位于左侧位置中的发光物质面(3a是所示出的旋转位置)。
载体2优选由金属构成，因为因此在发光物质中通过波长转换而产生的热量能够尤其有效地被排出。
照亮可被照亮的发光物质面3a借助于例如呈一个或多个激光二极管形式的激光器6来发生，所述激光器放射蓝色的初级光P。蓝色的初级光P优选、但是不强制性地具有在360nm至480nm的波长范围中的、尤其是在400nm至460nm的波长范围中的峰值波长。
在此，在激光器6和发光物质面3a之间中间接入通过透镜7标明的例如用于射束准直的光学仪器。一个改进方案是：激光器6和可能存在的光学仪器7位于一个共同的壳体中并且共同形成一个单元。替选地，可能的是，初级光P经由玻璃纤维引导至发光物质层5a。
射到发光物质面3a上的初级光P也可以是大致平行的，而不是如通过透镜7所表明的那样聚焦。假如使用进行聚焦的射束路径，那么例如也可能的是，不将发光物质层5a至5d设置到初级光射束的焦点中，以便能够更简单地设定焦斑的大小。
设置在发光物质面3a下游的次级光学仪器在此借助壳状的反射器8来示出。在激光器6位于反射器8外部期间，发光物质面3a在反射器8中与所述激光器间隔开地设置在反射器8的焦点的区域中。激光器6在此示例性地倾斜地辐射到发光物质面3a上，更确切地说穿过反射器8中的小孔H辐射。反射器8例如可以具有球状的、抛物线状的或者自由形状的反射面，必要时被磨成多个小面。
初级光P的射束路径保持不随时间改变，即静止。由此实现不随时间变化地(静态地)照亮发光物质面3a至3d。
在发光物质面3a上，蓝色的初级光P至少部分地被转换为黄色的次级光S，使得整体上由发光物质面3a放射蓝黄色的或者白色的混合光P、S。根据蓝黄色的经转换的发光物质的浓度和/或层厚度，混合光P、S可以具有中性的白色、发蓝的白色或者发黄的白色。优选地，发光物质面3a至3d中的每一个的混合光P、S至少局部地位于ECE颜色空间的内部。
发光物质面3a在此与通过射在其上的初级光P而产生焦斑的面相比被更大地示出。然而这不是强制性必需的。因此例如也可能的是，这两者是类似大的。初级射束的横截面或者焦斑也能够大于发光物质面3a。因此特别地，发光物质面3a上的焦斑例如也能够借助于机械的遮光板来限界。该遮光板例如能够与载体2连接。
对于典型地使用的次级光学仪器(例如反射器、透镜等)而言，焦斑的大小优选具有至少20微米的扩展。尤其优选的是，焦斑的扩展(例如直径)为50μm至500μm。假如不以实现高的光密度作为目标，那么最大扩展优选为直至1000μm。该值尤其适合于借助于呈激光二极管形式的激光器6和0.25W至4W的入射的辐射功率的照明或者辐照。对于更大的激光功率，能够使用具有可相应更高地实现的光密度的这种扩展值。但是伴随更高的激光功率也可能的是，使用更大的扩展，例如在激光功率加倍的情况下使得通过最大的扩展所限定的面加倍等等。
可能的是，发光物质面3a或者发光物质层5a通过多个激光器6、尤其是激光二极管来激发。其光能够穿过反射器8中的相同的孔H传播，但是替选地，也能够穿过不同的孔到达发光物质面3a或者发光物质层5a。
混合光P、S辐射到反射器8上并且从该反射器偏转到远场F中，例如在车辆前方的远场。由于小的孔H，由于回射到激光器6中而引起的光损耗是尤其低的。
通过将载体2旋转90°或者90°的数倍，发光物质面3a、3b、3c或者3d中的每一个选择性地转入到初级光射束P中。在这些位置中的每一个中，因此(即使在静态照亮的情况下)也可产生另一种光放射图案L。相应的光放射图案L可以关于其形状、颜色和/或颜色分布而不同。在此特定的光放射图案L非顺序地产生。这意味着：光放射图案L可完全地借助于载体2从而也借助于在恰好一个位置(相应于特定的旋转位置)中的发光物质面3a至3d来产生。也就是说，为了产生光放射图案，载体2不需要依次通过初级光P来照亮发光物质面3a、3b、3c或者3d中的两个或多个。
反射器8不需要强制性地直接辐射到远场F中。也可行的是，反射器8将混合光P、S偏转到近场中间平面中，所述近场中间平面可能也能够包含快门(无附图)。中间平面因此例如能够由折射的光学仪器成像到远场F中。
也可能的是，借助于变换载体2的旋转位置来改变初级光P的亮度或者激光功率。由此光放射图案L能够变暗，例如以用于产生日间行车灯。
如果载体从所示出的第一位置旋转90°进入到第二位置或者旋转位置中，那么此时发光物质面3b替代发光物质面3a由初级光P照射。由此产生另一种光放射图案。与发光物质面3b相关联的光放射图案可以关于其形状和/或其颜色不同于与发光物质面3a相关联的光放射图案L。为了区分光放射图案的形状，发光物质层5a和5b例如可以具有不同的形状。为了区分光放射图案的颜色，发光物质层5a和5b例如可以具有包含在其中的发光物质的不同的浓度或者层厚度。日间行车灯例如可以借助于发光物质面3a使用发蓝的白光，而转弯信号灯功能借助于发光物质面3b使用黄光。为此在发光物质层5a中例如可以存在更小份额的蓝黄色的经转换的发光物质(例如由于更低的浓度和/或层厚度)。
如果载体继续旋转90°进入到第三位置或者旋转位置中，那么发光物质面3c通过初级光P来照射。由此产生又一种其它的光放射图案，例如用于作为雾灯来使用。
如果载体再次旋转90°进入到第四位置或者旋转位置中，那么发光物质面3d通过初级光P来照射。由此产生又一种另外的光放射图案，例如同样用于作为日间行车灯使用(必要时在调暗初级光射束P的情况下)，然而与基于发光物质面3a的光放射图案相比此时具有改变的颜色。
图2示出例如用于车辆前照灯E的发光设备11，所述发光设备类似于发光设备1构造，除了可旋转的载体12此时在横截面中具有六边形的外轮廓，所述外轮廓具有六个棱柱面P1至P6。棱柱面P1至P6铺设有相应的发光物质层5a至5f，由此形成发光物质面3a至3f。发光物质面3a至3d对应于发光设备1的发光物质面3a至3d。
在此，此时附加地存在的发光物质面3e和3f例如可以产生相应的另一种颜色(例如另一种发白的色调)的光放射图案，例如以便能够反应车辆的环境参数如下雨和/或驾驶员的状态如其疲劳度，例如在AFS或者ADB的范围中。为了在载体12的不同位置之间进行切换，此时执行60°的或者其多倍的旋转。
图3示出例如用于车辆前照灯E的发光设备21，所述发光设备类似于发光设备1构造，除了初级光射束P垂直地射到发光物质面3a至3d上，其主辐射方向也平行于发光物质层5a至5d或棱柱面P1至P4的表面法线。通常关于发光物质层5a至5d的表面法线自由地选择初级光P的主辐射方向。
图4示出例如用于车辆前照灯E的发光设备31，所述发光设备类似于发光设备21构造，其中然而此时存在两个反射器8a和8b或者反射器8a、8b的相应的反射区域。此时相对置的发光物质面3a、3c或3b、3d同时被辐照，更确切地说由不同的激光器6a或6b辐照。反射器8a和8b又由发光物质面3a、3c或3b、3d照亮。远场中的光放射图案L因此能够通过叠加由这两个反射器8a和8b放射的混合光P、S来组成。这对应于由相对置的发光物质面3a、3c或3b、3d产生的光的相加。
在此对于特定的光放射图案而言这两个激光器6a、6b不需要处于运行中。远光例如可以通过运行这两个激光器6a、6b产生，而近光例如通过运行所述激光器6a、6b中的仅一个来产生。因此通过选择性地激活激光器6a或者6b能够在载体2的一个位置中提供不同的光放射图案。通过将载体2旋转90°能够在两种光放射图案L之间进行切换。
由这两个反射器8a、8b放射的光分布的光色可以是相同的或者是不同的。由这两个激光器6a、6b放射的初级光P的光色也可以是相同的或者是不同的。
图5示出例如用于车辆前照灯E的发光设备41，所述发光设备类似于发光设备31构造，然而此时具有关于反射器8a和8b倾斜地设置的发光物质面3a至3d，以便根据构造空间特性和反射器设计来实现更高的光学效率。由此能够同时照亮两个相邻的发光物质面3a和3b或者3c和3d并且尤其是共同地产生光以产生预定的放射图案。光放射图案的改变，例如颜色变换，例如能够通过将载体2和其旋转轴线A旋转180°来实现。
图6示出例如用于车辆前照灯E的发光设备51，所述发光设备类似于发光设备41构造，但是附加地具有激光器6c，所述激光器辐照发光物质面3c。由发光物质面3c放射的光(尤其是混合光P、S)不射到或者仅部分地射到反射器8a或者8b上。不射到反射器8a或者8b上的光P、S可以借助于例如折射的光学仪器52辐射到远场F中。所述光例如可以用于辅助光分布。辅助光分布可以是独立的或者也可以作为对借助于这两个激光器3a和/或3b产生的光放射图案的支持或辅助来提供。
图7示出例如用于车辆前照灯E的发光设备61，类似于发光设备1，其中还存在反射器8b，但是不存在激光器6b。在发光设备61中，载体62是透光的、尤其是透明的。
由激光器6放射的初级光P射到发光物质面3a的发光物质层5a上并且通过该发光物质层部分地转换为第一波长的第一次级光S1。第一次级光S1必要时与在发光物质层3a中散射的初级光P一起投射到反射器8a上。未经转换的和未被散射的初级光穿过棱柱面P1入射到载体62中并且在该处扩散，例如通过散射和/或内部全反射扩散。在棱柱面P2和P3上初级光P从载体62再次射出，更确切地说，在至少部分的波长转换为次级光S2或S3的情况下在发光物质层5b或5c上射出。混合光P、S2例如从发光物质层5b或者发光物质面3b处穿过折射的光学仪器63投射到远场F中。混合光P、S3例如从发光物质层5c或发光物质面3c处投射到反射器8b上并且从该处偏转到远场F中。混合光束P、S1、P、S2和/或P、S3的光色可以是相同的或者是不同的。次级光S1、S2和/或S3的光色或波长也可以是相同的或者是不同的。这例如能够通过发光物质层5a、5b和/或5c中的相同的或者不同的发光物质来实现。然而在第四棱柱面P4上初级光P不能从载体62射出，例如由于在棱柱面P4和发光物质层3d之间铺设有在两侧上进行反射的层。
在所示出的位置或者旋转位置中，光放射图案L通过叠加混合光束P、S1，P、S2和P、S3来实现。
通过如下方式能够产生另一个光放射图案：载体62在顺时针方向上旋转90°，使得发光物质层5d被照射。因为该发光物质层由于进行反射的层而不允许光入射到载体62中，所以所述发光物质层如在发光设备1中那样作用并且仅将混合光放射到反射器8a上。
图8示出例如用于车辆前照灯E的发光设备71，所述发光设备在功能上类似于发光设备1。然而由激光器6放射的初级光P的至少部分的波长转换此时借助于使用在透光时工作的发光物质面73a至73d来实现。
为此，发光物质面73a至73d中的每一个具有从载体72的相应的棱柱面P1至P4垂直的伸出的或者突出的透光的小板74a至74d，在所述小板上安置有相应的发光物质层75a至75d。小板74a至74d优选也用于从发光物质层75a至75d到载体72的散热。小板74a至74d例如能够是蓝宝石小板。
由激光器6发射的初级光P在载体72的所示出的位置中射到发光物质面73a的发光物质层75a上并且从该处部分地例如转换为黄色的次级光S。在发光物质层75a的背离激光器6的一侧上，未经转换的和未被散射开去的蓝色的初级光P还有黄色的次级光S射出并且作为组合的白色的混合光P、S投射到反射器8上。优选地，载体72的初级侧铺设有二向色的层，所述二向色的层反射经转换的光S从而提高系统的效率。类似于照明设备1，通过将载体72旋转90°或者90°的多倍能够产生不同的光放射图案L。
图9示出例如用于车辆前照灯E的发光设备81，所述发光设备在功能上类似于发光设备31在透光装置中类似于发光设备71构成。在此在载体72的一个固定的位置中，设置在载体72的两个彼此相背离的棱柱面上的发光物质面73a和73c或者73b和73d可被照亮，更确切地说，也可同时被照亮。在通过激光器6a和6b同时照亮的情况下，作为有效光由发光物质面73c和73a放射的混合光P、S1或者P、S2偏转到反射器8a或者8b上。从该处起所述混合光偏转到远场F中以产生与载体72的所选定的位置相对应的光放射图案L。
图10示出例如用于车辆前照灯E的发光设备91，所述发光设备类似于发光设备71构造有可围绕旋转轴线A旋转的载体92，发光物质面93a至93d与所述载体垂直并且以90°错开角度地伸出。替代于如在图1至9中的照明设备中那样在一个时间点上(静态地)大面积地用初级光P辐照发光物质面并且将发光物质面用作为用于设置在下游的光学仪器的准光源，发光物质面93a至93d此时分别与载体92的位置有关地由聚光的初级光射束P时间相关地(动态地)扫过。这能够实现在当前被照射的发光物质面93a上产生细节化的照明图案。特别地，因此能够实现照明图案的像点状的构造。由照明图案放射的、波长至少部分地被转换的混合光可以借助于光学仪器成像到远场F中。
为了“扫描式”、尤其是行列式地照亮发光物质面93a，初级光P可以尤其经由至少一个可移动的、尤其是可枢转的镜94偏转到发光物质面93a上，例如类似于飞点(flying spot)法。可枢转的镜94例如可以是MEMS构件。激光器6可以有针对性地接通和切断(或者是可调光的)。这样产生的光放射图案可以在固定的位置中或者载体92的旋转位置中通过改变照明图案来改变。
替代于四个发光物质面93a至93d也能够使用其它数量的发光物质面，即至少两个发光物质面、即两个、三个、四个等发光物质面。
图11示出例如用于前照灯E的发光设备101，更确切地说，类似于发光设备91，然而此时具有两个载体102-1和102-2，所述载体具有相应类似于载体92的基本构造。载体102-1和102-2具有相同的旋转轴线A并且直接彼此相邻地设置(即在此：仅通过实际上可忽略的窄隙来分隔)。初级光射束P为了产生特定的光放射图案能够扫过两个相邻的、位于相同的位置中的发光物质面93a-1和93a-2、93b-1和93b-2、93c-1和93c-2或者93d-1和93d-2。因为载体102-1和102-2可彼此不相关地旋转，所以所有可能的相邻的发光物质面一方面93a-1至93d-1和另一方面93a-2至93d-2可组合并且产生一个共同的光放射图案。
在此也能够使用其它数量的发光物质面，即至少两个发光物质面、即两个、三个、四个等发光物质面来替代四个发光物质面93a-1至93d-1和93a-2至93d-2。
基本上可不相关地运动的载体的数量是不受限制的并且也可以包括几百或者甚至几千个可不相关地运动的载体。因此例如可产生矩阵状的通过载体构造的照明场。各个载体在此尤其可以相应于一个像点或者像素。
矩阵状的设置例如也可以借助于微镜系统(DMD；“Digital MirrorDevice”来实现。DMD的每个小的微镜在此例如可设置在具有一种转换颜料的一侧上和具有另一种转换颜料的背侧上。通过切换微镜能够使这些微镜旋转180°从而在初级光的射束路径中实现转换颜料的改变。
也可以使用静态的照明替代于动态的照明，例如借助于以静态的方式引导的初级光射束P。
图12示出例如用于车辆前照灯E的发光设备111，其中发光物质面3a、3b和3c此时成行地并排放置在板状的或者盘状的载体112的平坦的表面上。载体112为了在远场F中产生特定的光放射图案L能够沿着其扩展的平面通过直线运动移动，在此即沿着移动方向V移动。在此，载体112占据不同的位置，在所述位置中相应的发光物质面3a、3b和3c或者发光物质层5a、5b和5c为了产生个体的相关的光放射图案L可借助于由激光器6产生的初级光射束P来辐照。载体112为了发光物质面3a、3b和3c的有效的散热优选由金属或者蓝宝石在金属上的层堆构成。载体112的运动例如能够经由压力制动器和/或(步进)电动机实现。
也可能的是，以二维横向扩展的方式、例如矩阵形地、十字形地等将发光物质面3a、3b和3c分布在载体112上(也参见图14)。通过载体112沿着这两个横向的或者平坦的方向(沿着方向V和与其垂直的位于图像平面中的方向)运动，能够接近所有的不同的发光物质面3a、3b和3c。通过二维的设置，与在仅一维的(条带状的)设置中相比，能够紧凑地安置更多的发光物质面。
图13示出例如用于车辆前照灯E的发光设备121，其中此时存在多个(在此示例性地为四个垂直地定向的)具有分别成行地并排设置的发光物质面A1至A3、B1至B3、C1至C3或者D1至D3的条带状的载体122a、122b、122c和122d。载体122a、122b、122c和122d可彼此平行地沿着其纵轴线移动，如通过双向箭头所表明的那样。通过激光器6经由可枢转的镜94能够以扫描的方式被照亮的照明面F包括一行横向于其移动方向并排设置的发光物质面A1至A3、B1至B3、C1至C3或者D1至D3，例如包括发光物质面A2、B2、C2和D2的一行。也就是说，条带状的载体122a至122d的各个发光物质面可同时被照亮。条带状的载体122a至122d的发光物质面A1至A3、B1至B3、C1至C3或者D1至D3尤其能够具有不同的发光物质组成(例如关于发光物质的类型、量和/或平面的分布)从而能够产生整个光放射图案的不同地成型的和/或不同颜色的部分。
特定的光放射图案例如能够通过发光物质面A1至A3、B1至B3、C1至C3或者D1至D3的任意的、但是随后固定选择的组合设置。在此所产生的光能够再次通过光学仪器(没有附图)、尤其是通过成像的光学仪器投射到远场F中。
替选地，除了扫描式的或者局部化的、尤其是像点状的照明，也可以执行对发光物质面A1至A3、B1至B3、C1至C3或者D1至D3的静态的照明。
图14示出发光设备131的载体132的前视图，所述发光设备具有四个在2×2矩阵模式中并排设置的发光物质面133a、133b、133c和133d。载体132例如可以是蓝宝石小板。相应地(静态地或者扫描式地)照亮仅一个发光物质面133a、133b、133c或133d。
每个单独的发光物质面133a、133b、133c或133d能够产生完整的光放射图案。通过载体132在载体132的平面中的运动，所述载体可运动为，使得发光物质面133a、133b、133c或133d中的每个可进入到初级光的射束路径中。所述运动通过双向箭头来表明。
各个发光物质面133a、133b、133c和133d包含发光物质的不同的分布。
发光物质面133a例如可以均匀地以第一层厚度的蓝黄转换的发光物质来铺设，以便产生和放射冷白光。发光物质面133b可以均匀地以第二层厚度的蓝黄转换的发光物质来铺设，所述第二层厚度厚于第一层厚度。由此能够产生和放射发黄白的光。更暖的色调也能够通过添加蓝红转换的发光物质来实现。发光物质面133c可以均匀地以第三层厚度的蓝黄转换的发光物质来铺设，所述第三层厚度薄于第一层厚度。由此能够产生和放射发蓝白色的光。发光物质面133d可以具有多种分别均匀地以蓝黄转换的发光物质来铺设的子区域。因此两个靠外的区域可以类似于发光物质面133c来铺设并且中间的区域类似于发光物质面133a来铺设。
但是不强制性地使用各个发光物质面的(2×2)图案。因此划分为(n×m)图案的每个其它任意的划分是可能的，其中n和m是整数，其中至少一个大于1。附加地，长度与宽度的比或者各个发光物质面的宽高比可自由地选择。各个发光物质面不需要是矩形的，而是也能够采用其它的形状。在发光物质面之间也能够存在没有发光物质的区域。发光物质面的不规则的设置也是可能的。同样地，发光物质在发光物质面内部的设置是不受限制的。能够使用每个所期望的划分。该实现方案不仅在透射应用(透光装置，如所示出的那样)中而且在发光物质的反射应用中是可行的。
图15示出例如用于车辆前照灯E的发光设备141的斜视图，其中此时可围绕其旋转轴线A旋转的面状的载体142、例如呈蓝宝石小板形式的载体以四个发光物质面133a、133b、133c和133d来铺设。借助于在此90°的旋转可通过初级光P辐照发光物质面133a、133b、133c或133d中的每一个。
图16作为侧剖视图示出例如用于车辆前照灯E的发光设备151，其中由激光器6照射的初级光P经由具有发光物质层75a的发光物质面73a类似于图8在透光装置中部分地转换为次级光S。由发光物质面73a放射的光此时仅通过折射的光学仪器152作为光放射图案L被辐射到远场F中。
光学仪器152能够经典地成像或者例如可以仅沿着角方向成像。所述光学仪器尤其可以具有磨成多个小面的自由形状。置于两侧的反射器(没有附图)能够辅助折射的光学仪器152。
虽然本发明的细节通过所示出的实施例来详细说明和描述，但是本发明不受限于此，并且本领域技术人员能够从中推导出其它的变型形式，而不脱离本发明的保护范围。
因此基本上能够在静态地和扫描式地辐照发光物质面之间进行选择。
通常将“一个”、“一”等理解为单数或者复数，尤其是就“至少一个”或者“一个或多个”等而言，只要这不被明确地排除、例如通过表述“恰好一个”等来排除。
数值数据也能够恰好是所给出的数值还能够包括通常的公差范围，只要这不被明确地排除。
附图标记
1 用于车辆前照灯的发光设备
2 载体
3a至d 发光物质面
3e 发光物质面
3f 发光物质面
4 外罩面
5a至f 发光物质层
6 激光器
6a至c 激光器
7 透镜
8 反射器
8a至b 反射器
11 车辆前照灯
12 载体
21 用于车辆前照灯的发光设备
31 用于车辆前照灯的发光设备
41 用于车辆前照灯的发光设备
51 用于车辆前照灯的发光设备
52 折射的光学仪器
61 用于车辆前照灯的发光设备
62 载体
63 折射的光学仪器
71 用于车辆前照灯的发光设备
72 载体
73a至d 发光物质面
74a至d 透光的小板
75a至d 发光物质层
81 用于车辆前照灯的发光设备
91 用于车辆前照灯的发光设备
92 载体
93a至d 发光物质面
93a-1 发光物质面
93a-2 发光物质面
93b-1 发光物质面
93b-2 发光物质面
93c-1 发光物质面
93c-2 发光物质面
93d-1 发光物质面
93d-2 发光物质面
94 镜
101 用于车辆前照灯的发光设备
102-1 载体
102-2 载体
111 用于车辆前照灯的发光设备
112 载体
121 用于车辆前照灯的发光设备
122a至d 载体
131 用于车辆前照灯的发光设备
132 载体
133a至d 发光物质面
141 用于车辆前照灯的发光设备
142 载体
151 用于车辆前照灯的发光设备
152 折射的光学仪器
A 旋转轴线
A1至A3 发光物质面
B1至B3 发光物质面
C1至C3 发光物质面
D1至D3 发光物质面
E 车辆前照灯
F 远场
H 孔
L 光放射图案
M 照明面
P 初级光
P1至P6 棱柱面
S 次级光
S1至S3 次级光
Claims (13)
1.一种前照灯(E)的用于在远场(F)中产生光放射图案(L)的发光设备(1；11；21；31；41；51；61；71；81；91；101；141；151；161)，所述发光设备具有：
-可旋转运动地设置在不同的位置之间的至少两个发光物质面(3a至3d；3e，3f，73a至73d；93a至93d；93a-1至93d-1；93a-2至93d-2；113a至113d)；和
-与所述发光物质面(3a至3d；3e，3f，73a至73d；93a至93d；93a-1至93d-1；93a-2至93d-2；113a至113d)间隔开的用于发射初级光(P)的至少一个光源(6；6a，6b，6c)，以照亮所述发光物质面(3a至3d；3e，3f，73a至73d；93a至93d；93a-1至93d-1；93a-2至93d-2；113a至113d)的一部分，
其中
-在所述发光物质面(3a至3d；3e，3f，73a至73d；93a至93d；93a-1至93d-1；93a-2至93d-2；113a至113d)的各刚好一个预定的位置中能够产生相关的预定的光放射图案(L)。
2.根据权利要求1所述的发光设备(1；11；21；31；41；51；61；71；81；91；101；141；151；161)，其中至少两个不同的光放射图案(L)具有不同的形状、不同的光色和/或不同的颜色分布。
3.根据权利要求2所述的发光设备(1；11；21；31；41；51；61；71；81；91；101；141；151；161)，其中至少两个不同的光放射图案(L)具有不同的白的光色。
4.根据上述权利要求中任一项所述的发光设备(1；11；21；31；41；51；61；71；81；131；151；161)，其中光放射图案能够借助于至少一个静态定向的初级光束(P)产生。
5.根据上述权利要求中任一项所述的发光设备(91；101；131；141；151；161)，其中光放射图案(L)能够借助于至少一个初级光束(P)的运动产生。
6.根据上述权利要求中任一项所述的发光设备(1；11；21；31；41；51；61；71；81；91；101；141；151；161)，其中所述发光物质面(3a至3d；3e，3f，73a至73d；93a至93d；93a-1至93d-1；93a-2至93d-2；113a至113d)固定地设置在能旋转的载体(2；12；62；72；92；102-1；102-2；142)上。
7.根据权利要求6所述的发光设备(1；11；21；31；41；51；61)，其中所述发光物质面(3a至3d；3e，3f)层状地设置在所述载体(2；12；62)的外罩面(4)上。
8.根据权利要求6所述的发光设备(71；81；91；101；141；151；161)，其中所述发光物质面(73a至73d；93a至93d；93a-1至93d-1；93a-2至93d-2；113a至113d)以凸出于所述载体(72；92；102-1，102-2；142)的外罩面的方式设置。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的发光设备(141)，其中所述发光物质面(133a至133d)能够在一个平面中旋转。
10.根据上述权利要求中任一项所述的发光设备(31；41；51；81)，其中所述光放射图案能够借助于同时照亮多个能旋转运动的发光物质面(3a至3d；73a至73d)产生。
11.根据权利要求10所述的发光设备，其中所述光放射图案能够借助于同时照亮多个能单独运动的发光物质面来产生。
12.根据上述权利要求中任一项所述的发光设备，其中所述发光设备(1；11；21；31；41；51；61；71；81；91；101；141；151；161)是前照灯(E)，尤其是车辆前照灯。
13.根据上述权利要求中任一项所述的发光设备(1；11；21；31；41；51；61；71；81；91；101；141；151；161)，其中所述前照灯(E)是AFS前照灯或者ADB前照灯。
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